一种积分时间自适应切换的红外图像非均匀校正方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111076821A(43)申请公布日2020.04.28(21)申请号201911277816.8(22)申请日2019.12.11(71)申请人中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所地址471099河南省洛阳市凯旋西路25号(72)发明人陈福菩苗天寿潘晓东(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人陈星(51)Int.Cl.G01J5/00(2006.01)G06T5/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种积分时间自适应切换的红外图像非均匀校正方法(57)摘要本发明提出一种积分时间自适应切换的红外图像非均匀校正方法，依据红外图像响应曲线特性，按红外热像仪观察场景的动态范围预先设置温度范围，依据温度范围分段并设置每温度段所对应的积分时间，使不同的温度段内红外焦平面探测器处于近线性段响应曲线范围，在使用过程中红外热像仪根据观察场景的温度范围实现积分时间的自适应切换并完成红外图像的非均匀性校正。本发明在无人工干预且不增加任何硬件资源消耗的条件下，可根据观察场景自适应完成积分时间的切换实现红外图像非均匀性的两点校正，解决以往仅有一组校正系数时，在红外焦平面探测器观察场景离标定点较远的情况下,经校正后红外图像残留非均匀性大,校正效果差等问题。CN111076821ACN111076821A权利要求书1/2页1.一种积分时间自适应切换的红外图像非均匀校正方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：根据红外焦平面探测器的观察场景设置温度动态范围；步骤2：将步骤1中的温度动态范围分为低温段、常温段及高温段三段，且相邻两段之间有重叠的温度区域；步骤3：通过调整三个温度段各自的积分时间，使三个温度段内的探测器响应处于近线性段内，所述近线性段为探测器响应曲线中的一段斜率变化小于设定值的响应曲线：调整常温段的积分时间，使得常温段的探测器响应处于探测器响应曲线的近线性段内；以常温段的积分时间为基准，以设定时长为步长，增加积分时间，计算低温段内的探测器响应，得到使低温段内的探测器响应处于所述近线性段内的积分时间，并作为低温段的积分时间；以常温段的积分时间为基准，以设定时间为步长，减小积分时间，计算高温段内的探测器响应，得到使高温段内的探测器响应处于所述近线性段内的积分时间，并作为高温段的积分时间；步骤4：选择低温段与常温段重叠区域中的某一温度TL，以及高温段与常温段重叠区域中的某一温度TH，采用红外焦平面探测器采集标准黑体在TL和TH下的红外原始图像yij(φL)和yij(φH)，根据公式计算红外图像的两点校正系数增益Gij和偏置Oij；其中i＝0,1,...,M-1；j＝0,1,...,N-1，M，N为红外焦平面探测器阵列大小；步骤5：采用以下过程设置积分时间切换灰度阈值；当观察场景从低温段向常温段转换时，以标准黑体在低温段与常温段重叠温度范围内的某一温度值下，由红外焦平面探测器在低温段积分时间下对标准黑体响应的平均灰度值作为第一转换阈值；当观察场景从常温段向低温段转换时，以标准黑体在低温段与常温段重叠温度范围内的某一温度值下，由红外焦平面探测器在常温段积分时间下对标准黑体响应的平均灰度值作为第二转换阈值；当观察场景从高温段向常温段转换时，以标准黑体在高温段与常温段重叠温度范围内的某一温度值下，由红外焦平面探测器在高温段积分时间下对标准黑体响应的平均灰度值作为第三转换阈值；当观察场景从常温段向高温段转换时，以标准黑体在高温段与常温段重叠温度范围内的某一温度值下，由红外焦平面探测器在常温段积分时间下对标准黑体响应的平均灰度值作为第四转换阈值；步骤6：红外焦平面探测器实际工作过程中，实际计算红外焦平面探测器采集画面中各像素点灰度值，并根据红外焦平面探测器的观察场景的变化趋势，通过以下过程进行积分2CN111076821A权利要求书2/2页时间切换：当观察场景从低温段向常温段变化时，计算画面中灰度值大于第一转换阈值的像素点个数，如果个数达到设定值，则将红外焦平面探测器的积分时间由低温段的积分时间切换到常温段的积分时间；当观察场景从常温段向低温段转换时，计算画面中灰度值小于第二转换阈值的像素点个数，如果个数达到设定值，则将红外焦平面探测器的积分时间由常温段的积分时间切换到低温段的积分时间；当观察场景从高温段向常温段转换时，计算画面中灰度值小于第三转换阈值的像素点个数，如果个数达到设定值，则将红外焦平面探测器的积分时间由高温段的积分时间切换到常温段的积分时间；当观察场景从常温段向高温段转换时，计算画面中灰度值大于第四转换阈值的像素点个数，如果个数达到设定值，则将红外焦平面探测器的积分时间由常温段的积分时间切换到高温段的积分时间；步骤7：积